Automatice el cuidado de máquinas CNC con cobots: Aumente la eficiencia y la precisión

Descubra cómo las tareas de cuidado de máquinas —como cargar y descargar piezas y operar máquinas CNC— pueden convertirse en el trabajo diario de un cobot en su taller.

La automatización es una palabra de moda en la manufactura, y con razón. Incorporar robots, cobots (robots colaborativos) y otros equipos de automatización cambia las reglas del juego. Ahorran tiempo, aumentan la producción e incluso pueden mejorar la calidad de las piezas y ensamblajes gracias a su repetibilidad y precisión.

Si alguna vez ha visto bancos de robots trabajando en una línea de producción, la idea de llevar la automatización a su taller de maquinado puede parecer más compleja de lo que sus recursos permiten.

Sin embargo, no tiene por qué ser así. A veces, la mejor forma de iniciarse en la automatización es buscar la "fruta al alcance de la mano": es decir, identificar las tareas más sencillas y automatizarlas primero. En nuestra experiencia, las tareas muy repetitivas, no demasiado complejas o que causan cuellos de botella en la producción son excelentes puntos de partida.

El cuidado de máquinas CNC es un ejemplo perfecto. Mediante un cobot, puede automatizar rápidamente y sin complicaciones la carga, operación y descarga de máquinas CNC. Esto reduce errores de carga, acelera la producción y puede ayudar a cubrir vacantes en su fuerza laboral, entre otros beneficios. Siga leyendo para saber cómo empezar.

El cuidado de máquinas CNC en acción

La mayoría de las operaciones de máquinas CNC son procesos de manufactura sustractiva en los que se elimina material de una pieza en bruto. En un proceso manual tradicional, un operador carga la pieza en la máquina y la sujeta en un dispositivo de sujeción. Este sujeta la pieza inmóvil o la rota, mientras las herramientas de corte eliminan material. Todos los cortes y movimientos de la máquina CNC son guiados por un programa informático para obtener resultados extremadamente precisos y repetibles en cada ciclo. Luego, el operador retira la pieza terminada y carga una nueva.

Este trabajo se conoce como cuidado de máquinas (machine tending) y también puede ser realizado por un cobot, como el OB7 de Productive Robotics. Algunos ejemplos comúnmente automatizados incluyen:

Fresadoras CNC

En una fresadora CNC, la pieza estacionaria se sujeta mediante dispositivos y herramientas de corte multipunto rotativas dan forma a la pieza.

Tornos / Máquinas de torneado

Un torno tiene uno o dos dispositivos que sujetan ambos extremos de la pieza y la rotan. La herramienta de corte permanece estacionaria mientras corta. Cuando se usan dos dispositivos, generalmente pueden ajustarse a la longitud correcta para mantener las piezas seguras.

Máquinas de electroerosión (EDM)

Esta máquina realiza cortes mediante erosión por chispa eléctrica, generando chispas entre la pieza conductora y un electrodo. La pieza se sumerge en un baño de agua desionizada durante el corte. Este método sin contacto se usa para piezas intrincadas o difíciles de mecanizar con fresado o torneado tradicionales.

Cortadoras láser CNC

En este proceso, un láser de alta temperatura funde y corta el material. El calor se mantiene en un área extremadamente localizada, por lo que hay mínima distorsión térmica. También deja bordes lisos y requiere poco o ningún acabado adicional.

Cómo empezar con la automatización del cuidado de máquinas CNC

Dado que los movimientos para el cuidado de máquinas CNC son directos (recoger y cargar la pieza en bruto, cerrar la puerta de la máquina, ejecutar el ciclo, descargar la pieza, etc.), suele ser sencillo ensamblar el cobot y configurarlo. Sin embargo, hay consideraciones importantes:

Crear un espacio de trabajo altamente estructurado, predecible y fijo

Las piezas en bruto deben estar siempre en el mismo lugar para que el cobot las recoja cada vez; puede usar posicionadores como bandejas o dispensadores para mantenerlas alineadas. También es importante que las mesas o bancos de trabajo mantengan una distancia constante de la máquina CNC para adaptarse al alcance del cobot. Asegúrese de que el área de trabajo no tenga obstáculos ni cambios imprevistos, como una taza de café en la trayectoria del brazo o el desplazamiento de la pila de piezas de su ubicación habitual.

Nota: Una estación de trabajo estructurada puede reorganizarse si es necesario; sin embargo, el cobot necesitará que se ajusten sus instrucciones y movimientos.

Seleccionar el gripper adecuado

Aunque es posible usar varios grippers, cambiarlos añade tiempo al proceso. Muchos grippers se adaptan para recoger diferentes tamaños, formas y tipos de materiales. En general, las piezas con dos caras paralelas (prismas rectangulares o cilíndricos) son las más fáciles de recoger con un gripper tipo pinza. Las ventosas de vacío son otra opción, especialmente para piezas finas, delicadas o planas.

Calcular la carga útil (payload)

Es el peso que el brazo puede levantar e incluye el peso del gripper más el de la pieza antes de mecanizar. Dependiendo de la aplicación, el peso puede afectar la velocidad de movimiento del brazo y el tiempo que tarda en detenerse por completo.

Planificar el alcance y los ejes de movimiento

El alcance es la distancia que el brazo puede extenderse y determina qué tan lejos puede colocarse el cobot de la máquina CNC. Los ejes de movimiento son como las articulaciones de un brazo humano y permiten al cobot alcanzar por encima, por debajo, a través, entre o alrededor de obstáculos. Aunque seis ejes son comunes, el cobot OB7 tiene siete ejes, lo que le da mayor destreza para cargar, descargar y manipular portillas en diversas configuraciones y tamaños de estaciones de trabajo.

Capacitación cruzada para flexibilidad en la producción

Al ser compactos y de rápida configuración, los cobots pueden cambiarse entre múltiples estaciones de trabajo. Esto hace su programación de producción más eficiente y permite ajustes sobre la marcha, por ejemplo:

• Aumentar la producción en volumen según sea necesario para ponerse al día o adelantarse
• Aceptar pedidos nuevos y más grandes
• Cubrir operadores ausentes por enfermedad o licencia sin desviar a otros trabajadores
• Cubrir puestos que quedarían vacantes por escasez de personal

¿Trabajar en la oscuridad?

Añadir un cobot a una o más máquinas CNC permite operarlas sin personal presente, incluso fuera de horario o durante la noche. Algunos talleres aprovechan esta capacidad para adelantarse acumulando stock, aceptar pedidos mayores o incorporar nuevas piezas y familias de piezas a su oferta.

Automatización "hágalo usted mismo" con Productive Robotics

Lo mejor de todo es que el OB7 es fácil de configurar e instalar en sus estaciones de trabajo. Viene con una interfaz intuitiva de arrastrar y soltar que permite a los operadores "enseñar" al brazo y al gripper sus movimientos moviéndolos físicamente paso a paso. Actualizar o añadir nuevas instrucciones es igual de fácil, por lo que puede mover el cobot entre máquinas CNC según sea necesario en apenas un par de horas.

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